Устройство для измерения количества теплоты Советский патент 1991 года по МПК G01K17/06 

XI

ю ю го

Изобретение относится к области тепловых измерений, а именно к устройствам для измерения количества теплоты, переносимого с паром в теплоэнергетических установках, - теплосчетчикам, и может быть использовано для измерения количества газа с коррекцией на температуру и давление.

Цель изобретения - повьшение быстродействия устройства.

На чертеже представлена блок-схема для измерения количества теплоты.

Устройство содержит первичный измерительный преобразователь (ПИП) 1 разности давлений, подключенный к преобразователю 2 разности давлений в электрический сигнал, ПИП 3 давления, подключенный к преобразователю 4 давле- ния в-электрический сигнал, ПИП 5 температуры, подключенный к преобразователю б температуры в электрический сигнал, процессорный блок 7, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 8, демультиплексатор 9 аналоговых сигналов, первый и второй интеграторы 10 и 11 с входом установки в нулевое состояние, первый и второй анало- гоцифровые преобразователи (АЦП) 12 и 13. первый и второй счетчики 14 и 15 импульсов.

Устройство работает следующим образом.

Напряжение U Др с выхода преобразователя 2 разности давлений в электрический сигнал поступает на первый вход входного напряжения первого АЦП 12 и первый вход второго АЦП 13. Напряжения Up и UT с выходов преобразователей 4 и 6 давления и температуры пара соответственно поступают на первый (Вх. 1) и второй (Вх. 2) входы процессорного блока 7. После обработки в процессорном блоке 7 напряжений Up и UT в соответствии с программой вычислений результат загружается в ЦАП 8, который подключается к демультиплексору 9 аналоговых сигналов, каждый канал которого имеет индивидуальную схему выборки и хранения.

На первом выходе (Вых. 1) демультип- лексорэ 9 в режиме вывода информации появляется аналоговый сигнал

Ui - Ki -V.(1)

где Ki - постоянный коэффициент;

V - удельный обьем среды в зависимости от давления Р среды и температуры Т.

На втором выходе (Вых. 2) демультип- лексора 9 появляется аналоговый сигнал U2 K2 -V/h2,(2)

где Кг постоянный коэффициент;

h - энтальпия среды в зависимости от давления Р среды и Т температуры.

Напряжение Ui поступает на вход первого интегратора 10 с входом установки в нулевое состояние и с выхода интегратора 10 (линейно возрастающее по абсолютной

величине в течение врмени ti) подается на второй вход опорного напряжения первого АЦП 12. Интегрирующая емкость интегратора первого АЦП 12 заряжается и разряжается. Длительность импульса ti на время импульсном выходе первого АЦП 12 равна

ti Кз VUAP/U

(3)

где -Ti :

TI - постоянная интегрирования интегратора 10;

Ti - длительность первого такта преобразования первого АЦП 12.

Сигнал с цифрового выхода первого АЦП 12, соответствующий расходу G теплоносителя

G Кл VAP/V ,(4)

где Ю) - постоянный коэффициент;

ДР - разность давлений, поступает на вход первого счетчика 14 импульсов расхода теплоносителя.

Напряжение U2 поступает на вход вто- рОГО интегратора 11 и с выхода последнего (линейно возрастающее по абсолютной величине в течение времени t2) подается на второй вход второго АЦП 13. Интегрирующая емкость интегратора АЦП 13 заряжает- ся и разряжается. Длительность импульса t2 на время - импульсном выходе второго АЦП 13 равна

ta КБ Vy Др/и2 (5)

где Кб V2 г2 Т2

Г2-постоянная интегрирования интегратора 11;

Т2 - длительность первого такта преобразования второго АЦП 13.

Сигнал с цифрового выхода второго АЦП 13, соответствующий количеству Q теплоты

.50

Q Кб Vh2 . др/у ,

(6)

где Кб постоянный коэффициент, поступает на вход второго счетчика 15 импульсов количества теплоты,

Введение в устройство первого и второго интеграторов 10 и 11 с входом установки в нулевое состояние и первого и второго АЦП 12 и 13 позволяет производить операцию извлечения квадратного корня при определении расхода теплоносителя и

количества теплоты без использования процессорного блока 7, что существенно повышает быстродействие.

Формула изобретения

Устройство для измерения количества теплоты, содержащее установленные в трубопроводе первычные измерительные преобразователи разности давлений, давления и температуры пара, подключенные соот- ветственно к преобразователям разности давлений, давления и температуры пара в электрические сигналы, процессорный блок, первый вход которого соединен с выходом преобразователя давления в электри- ческий сигнал, а второй вход соединен с выходом преобразователя температуры в электрический сигнал; цифроаналоговый преобразователь, вход которого соединен с выходом процессорного блока, демультип-

лексор аналоговых сигналов, вход которого соединен с выходом цифроаналогового преобразователя, и два счетчика импульсов, о т- ли чающееся тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в него введены два интегратора с входом установки в нулевое состояние и два аналого-цифровых преобразователя, входы аналого-цифровых преобразователей соединены с выходом преобразователя разности давлений э электрический сигнал, входы опорного напряжения аналого-цифровых преобразователей соединены с выходами интеграторов, входы которых соединены соответственно с первым и вторым выходами демультиплексорз аналоговых сигналов, цифровые выходы аналого-цифровых преобразователей соединены с входами счетчиков импульсов, а их времяимпульсные выходы - с входами установки в нулевое состояние интеграторов.

Изобретение относится к области тепловых измерений и позволяет повысить быстродействие устройства для измерения количества теплоты. Выходные сигналы первичных измерительных преобразователей 3 и 5 соответственно давления и температуры поступают на входы процессорного блока 7, где обрабатываются по определенному алгоритму и выводятся в виде двоичного кода. Этот код преобразуется в аналоговый сигнал посредством цифроанэ- логового преобразователя 8 и затем поступает на вход демультиплексора 9 аналоговых сигналов. Аналого-цифровые преобразователи 12 и 13 осуществляют дальнейшее преобразование сигналов, в результате которого в счетчике 14 накапливается число импульсов, пропорциональное расходу теплоносителя, а а счетчике 15 - пропорциональное количеству теплоты. 1 ил.